一种水质臭氧现场快速测定片剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种水质臭氧现场快速测定片剂及其制备方法，该片剂的原料由如下质量百分比的组分组成：DPD1～5%、碘化钾1～5%、掩蔽剂1～2%、崩解剂15～20%、润滑剂40～50%、pH调节剂25～35%。本发明的片剂与空气接触的比表面积小，表面平整光滑，外表美观有光泽。本发明的片剂采用硼酸作为润滑剂，成型性好，无碎粉和碎片，可抑制DPD的氧化，本发明的片剂在水中1分钟内崩解，未完全溶解的组分不干扰测定。本发明片剂配方中碳酸氢钠、硼酸和磷酸二氢钾组成的三元缓冲体系占片剂配方的80%以上，具有较大的缓冲能力，可缓冲生活饮用水、纯净水、天然饮用矿泉水、生活污水、大部分工业废水的pH。

权利要求

1.一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比的组分组成： DPD 1～

5%、碘化钾1～5%、掩蔽剂1～2%、崩解剂15～20%、润滑剂40～50%、pH调节剂25～35%；

其中，崩解剂为碳酸氢钠；润滑剂为硼酸。

2.根据权利要求1所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：DPD易溶于水。

3.根据权利要求2所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：DPD为N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐、N，N-二乙基对苯二胺盐酸盐、N，N-二乙基对苯二胺草酸盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：掩蔽剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：掩蔽剂为乙二胺四乙酸二钠。

6.根据权利要求1所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：pH调节剂磷酸二氢钾。

7.根据权利要求1～6任一项所述的水质臭氧现场快速测定片剂，其特征在于：该试剂的原料由如下质量百分比的组分组成：DPD 2%、碘化钾2%、乙二胺四乙酸二钠1%、碳酸氢钠18%、硼酸45%、磷酸二氢钾32%。

说明书

一种水质臭氧现场快速测定片剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水质臭氧现场快速测定片剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 臭氧（Ozone）具有极强的氧化能力和良好的杀菌消毒功能，被应用到包括生活饮用水、纯净水、矿泉水、天然饮用矿泉水在内的越来越多的消毒领域。臭氧消毒必须达到一定的浓度才能保证较好的杀菌效果。但是，臭氧浓度过高会导致生产成本的增加，或者是产生有毒的消毒副产物（如溴酸盐等），或者导致消毒后的矿泉水中产生铁锰沉淀，影响产品质量，甚至对现场操作人员的身体造成伤害。因此，对消毒过程和消毒后水中臭氧浓度进行监测是十分必要的。

[0003] 溶解于水中的臭氧易挥发易分解，在常温常压下的半衰期一般为15～25分钟，如果未能及时检测其浓度，检测结果的准确性必然难以保证。大多数实验室测定方法操作步骤繁琐，分析周期长、且需要专业的技术人员或大型的分析仪器，均不适于现场测定。为了在消毒过程中能及时调节臭氧浓度，应尽量缩短臭氧的分析周期，实现现场实时监测。GB5750.11-2006《生活饮用水水质检验方法》中将臭氧现场测定法（即靛蓝安瓿瓶法）列为臭氧的标准检验方法之一，可见现场快速检测方法对于臭氧浓度检测的重要性。

[0004] 靛蓝安瓿瓶法采用的是靛蓝褪色法，该方法有较好选择性，但靛蓝溶液非常的不稳定，标准方法中应现配现用，因此靛蓝的最佳包装形式是固体试剂充氮密封包装。褪色光度法中有色物质起始浓度的一致性对测定结果的准确性及重复性有较大的影响，所以每一个安瓿瓶中靛蓝的含量需严格一致，使得靛蓝安瓿瓶的产业化技术难度相当大，目前该试剂只能依靠进口，价格昂贵。

[0005] 另外一种国际上常用的水质臭氧快速测定方法是N，N-二乙基对苯二胺-碘化钾法（简称DPD-碘化钾法），该法的原理是：臭氧先与碘化钾作用生成碘，在pH6.2～6.5为磷酸盐缓冲体系中以及EDTA掩蔽剂存在的条件下，碘与DPD显色，颜色的深浅与臭氧的浓度成正比。采用DPD-碘化钾法显色原理制作出臭氧现场快速测定试剂，将样品进行显色后可通过比色盘、比色柱、比色卡等进行目视比色测定或通过便携式比色计进行光电比色测定。

[0006] 由于DPD溶液极易被氧化，因此DPD试剂一般以固体试剂的形式存在，包括粉剂、片剂、安瓿瓶试剂。粉剂由于与空气接触的比表面积大，其中某些晶状颗粒的棱角易将包装袋的铝箔刺穿，且磷酸盐缓冲试剂中的磷酸氢二钠（或磷酸氢二钾）极易吸潮而导致臭氧测定粉剂的保质期不长（一般进口粉剂保质期约为2年，国产粉剂约为6个月～12个月）。片剂一般采用泡腾片双铝箔包覆，表面平整，不易刺穿铝箔，且接触空气的比表面积小，理论上片剂的保质期要比粉剂长。但现有片剂有的易氧化变质，有的溶解速度太慢（不适于低温检测），有的试剂空白太高（不适于低浓度臭氧的检测），故需开发一种稳定性好、试剂空白值低、崩解速度快的用于测定水质臭氧的试剂。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种水质臭氧现场快速测定片剂及其制备方法。

[0008] 本发明采用的技术方案为：

[0009] 一种水质臭氧现场快速测定片剂。其原料由如下质量百分比的组分组成： DPD1～5%、碘化钾1～5%、掩蔽剂1～2%、崩解剂15～20%、润滑剂40～50%、pH调节剂25～
35%。

[0010] 优选的，DPD易溶于水。

[0011] 优选的，DPD为N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐、N，N-二乙基对苯二胺盐酸盐、N，N-二乙基对苯二胺草酸盐中的至少一种。优选的，DPD为N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐。

[0012] 优选的，掩蔽剂为乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、乙二胺四乙酸四钠（EDTA-4Na）中的至少一种。优选的，掩蔽剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0013] 优选的，崩解剂为碳酸氢钠。

[0014] 优选的，润滑剂为硼酸。

[0015] 优选的，pH调节剂磷酸二氢钾。

[0016] 优选的，水质臭氧现场快速测定片剂的原料由如下质量百分比的组分组成：DPD2%、碘化钾2%、乙二胺四乙酸二钠1%、碳酸氢钠18%、硼酸45%、磷酸二氢钾32%。

[0017] 上述的水质臭氧现场快速测定片剂的制备方法，包括以下步骤：将原料干燥至恒重、粉碎至40～100目、混匀、干粉压片得到的水质臭氧现场快速测定片剂。

[0018] 本发明的有益效果是：

[0019] 本发明水质臭氧现场快速测定片剂，接触空气的比表面积小，表面平整光滑，外表美观有光泽，克服了一般粉剂易将铝箔袋刺穿、粉剂开包后有逸散性、粉末易粘包无法全部倒出，以及粉剂易被氧化变质等缺点。

[0020] 本发明水质臭氧现场快速测定片剂采用硼酸作为润滑剂，成型性好，无碎粉和碎片，可抑制DPD的氧化，且硼酸不干扰臭氧测定。本发明片剂可在水中1分钟内完全崩解。本发明片剂配方中碳酸氢钠、硼酸和磷酸二氢钾组成的三元缓冲体系占片剂配方的80%以上，具有较大的缓冲能力，可缓冲生活饮用水、纯净水、天然饮用矿泉水、生活污水、大部分工业废水的pH。

[0021] 本发明的片剂具有较强的适应性，可同时配套目视比色类产品和便携式比色计类产品进行臭氧的现场快速测定，5mL～50mL水样中加0.1g试剂，测试量程为：0.05mg/L～3mg/L。作为便携式比色计类产品配套试剂时，测试量程由所取水样量、试剂的加入量以及比色光程三方面的因素决定。例如，水样量为10mL，加0.1g试剂，比色光程为25mm时，测试量程为0.01mg/L～1.5mg/L；水样量为5mL，加0.2g试剂，比色光程为10mm时，测试量程为
0.1mg/L～6.0mg/L。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限如此。

[0023] 实施例1

[0024] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐2%、碘化钾2%、EDTA-2Na 1%、碳酸氢钠18%、硼酸45%、磷酸二氢钾32%。

[0025] 其制备方法，包括以下步骤：将原料分别干燥至恒重、粉碎至40～100目，混合均匀，得混合粉末，混合粉末在压片机上进行压片，每片0.1g，将片剂进行双铝箔包覆。

[0026] 实施例2

[0027] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺盐酸盐1%、碘化钾1%、EDTA-2Na 2%、碳酸氢钠20%、硼酸41%、磷酸二氢钾35%。其制备方法同实施例1。

[0028] 实施例3

[0029] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐3%、碘化钾3%、EDTA-2Na 1%、碳酸氢钠17%、硼酸46%、磷酸二氢钾30%。其制备方法同实施例1。

[0030] 实施例4

[0031] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比的组分：N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐4%、碘化钾4%、EDTA-4Na 2%、碳酸氢钠16%、硼酸46%、磷酸二氢钾28%。其制备方法同实施例1。

[0032] 实施例5

[0033] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺草酸盐5%、碘化钾5%、EDTA-4Na 1%、碳酸氢钠15%、硼酸47%、磷酸二氢钾26%。其制备方法同实施例1。

[0034] 实施例6

[0035] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺硫酸盐4.0%、碘化钾4.5%、EDTA-4Na 1%、EDTA-2Na 0.5%、碳酸氢钠15%、硼酸50%、磷酸二氢钾25%。其制备方法同实施例1。

[0036] 实施例7

[0037] 一种水质臭氧现场快速测定片剂，其原料由如下质量百分比组分：N，N-二乙基对苯二胺盐酸盐3%、碘化钾3%、EDTA-2Na 1%、碳酸氢钠19%、硼酸40%、磷酸二氢钾34%。其制备方法同实施例1。

[0038] 不同润滑剂的配方对水质臭氧测定的影响：

[0039] 在与实施例1相同的工艺条件下，采用几种常用的片剂润滑剂如聚乙烯吡咯烷酮（PVP），硼酸、苯甲酸钠、月桂基硫酸镁制备水质臭氧现场快速测定片剂，比较各种润滑剂对片剂压片效果及试剂空白吸光度的影响，各配方如表1所示，检测结果如表2所示。

[0040]

[0041]

[0042] 由表1和表2可知，采用粘结剂PVP、苯甲酸钠、月桂基硫酸镁作为润滑剂的对比例1～3配方均具有一定的赋形作用，但成型后均存在少量碎粉和碎片，空白吸光度高，且PVP会使得片剂在制作过程中即发生变色；而含有硼酸的实施例1制作的片剂成型性非常好，空白吸光度低，片剂表面光滑且有光泽。因此，本发明配方中添加的硼酸起着重要作用，最适用于臭氧测定试剂。

[0043] 用于水质臭氧快速测定不同粉剂或片剂的稳定性比较：

[0044] 在市场上购买某国产臭氧测试粉产品（命名为：测试粉1）、某进口臭氧测试粉产品（命名为：测试粉2），将市售测试粉与上述实施例1中制备过程中得到的混合粉末（命名为：测试粉3）以及实施例1最终制备得到压好的片剂（命名为：测试片）进行稳定性的比较。

[0045] 具体操作如下：将各试剂在打开包装或未进行包装的情况下室温自然放置，每隔一定时间测定试剂空白吸光度值（将0.1g试剂溶于10mL纯水，1分钟后采用1cm比色皿，以纯水为参比，在波长510nm处测定吸光度）。结果如表3所示。

[0046] 根据厂家提供的物料安全资料中可知测试粉1和测试粉2两种市售产品的主要成分相差不大，除了测试粉2中含有一种未知的羧酸盐组分外，均由DPD、EDTA-2Na、碘化钾、磷酸氢二钠和磷酸二氢钾组成。

[0047]

[0048] 由表3可知，测试粉1试剂空白吸光度急剧上升，可能的原因是：磷酸氢二钠具有较大的吸湿性，加速了DPD氧化；进口试剂测试粉2变色相对缓慢，可能其中的羧酸盐具有抑制DPD氧化的功能；测试粉3严重吸潮结块，但变色仍比测试粉1慢，与测试粉2相差不大，本专利配方中的碳酸氢钠与磷酸二氢钾本身吸湿性较小，但暴露在空气中会逐渐反应生成二氧化氯和水，说明该试剂中的硼酸也有抑制DPD氧化的作用；测试片比测试粉3试剂空白吸光度上升更慢，说明本发明的测试片因接触空气的比表面积小，比粉剂具有更好的稳定性。

[0049] 用于水质臭氧快速测定的不同粉剂或片剂显色效果的比较：

[0050] 采用型号为OZ-5G的大环牌臭氧发生器发生臭氧，并用纯水进行吸收，不同时间段取样，得到臭氧样液，将0.1g试剂溶于10mL样液，3分钟内采用1cm比色皿，以纯水为参比，在波长510nm处测定吸光度。采用的试剂为上述市售的国产测试粉1、进口测试粉2及本发明实施例1的测试片，同一批臭氧样液分别用不同的测试剂进行检测，结果如表4所示。

[0051]